高一物理寒假作业21 生活中的圆周运动
生活中的圆周运动
生活中的圆周运动
生活中的圆周运动无处不在，无论是日常生活还是自然界中，都可以看到圆周运动的身影。
圆周运动是一种围绕固定中心旋转的运动，它给人们带来了许多美好的体验和启发。
在日常生活中，我们可以看到许多圆周运动的例子。
比如，我们每天都在使用的时钟就是一个很好的例子。
时钟的指针围绕着中心旋转，指向不同的时间，这种圆周运动给我们带来了时间的概念和管理生活的便利。
另外，我们在做饭的时候，搅拌食物的动作也是一种圆周运动，它让食物充分混合，变得更加美味。
此外，我们在运动时，比如打篮球、踢足球等，也会运用到圆周运动的原理，这让我们更加灵活和运动更加有趣。
在自然界中，圆周运动也是无处不在的。
比如，地球围绕太阳旋转，月球围绕地球旋转，这些都是圆周运动的例子。
这些运动不仅给我们带来了四季更替、月相变化等美丽的自然景观，也为生物的生长和繁衍提供了良好的环境。
另外，自然界中的风、水流等也都是圆周运动的表现，它们给大自然带来了生机和活力。
总的来说，生活中的圆周运动无处不在，它给我们的生活带来了许多美好的体验和启发。
通过观察和理解圆周运动，我们可以更好地认识世界，更好地利用自然规律，让生活变得更加丰富多彩。
希望我们每个人都能在生活中发现圆周运动的美妙之处，让我们的生活更加精彩！。
物理生活中的圆周运动练习题含答案
竖直方向：y′＝ ﹣d＝
又：x'＝
解得：d＝0.8m
9．过山车是游乐场中常见的设施．下图是一种过山车的简易模型，它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆形轨道组成，B、C、D分别是三个圆形轨道的最低点，B、C间距与C、D间距相等，半径 、 ．一个质量为 kg的小球（视为质点），从轨道的左侧A点以 的初速度沿轨道向右运动，A、B间距 m．小球与水平轨道间的动摩擦因数 ，圆形轨道是光滑的．假设水平轨道足够长，圆形轨道间不相互重叠，如果小球恰能通过第二圆形轨道．如果要使小球不能脱离轨道，试求在第三个圆形轨道的设计中，半径 应满足的条件．（重力加速度取 ，计算结果保留小数点后一位数字．）
（）小滑块在e点对圆环轨道压力的大小；
（3）小滑块与斜轨之间的动摩擦因数.（计算结果可以保留根号）
【答案】（1） ；（2）F′=6mg；（3）
【解析】
【分析】
【详解】
（1）小滑块从a点飞出后做平拋运动：
水平方向：
竖直方向：
解得：
小滑块在a点飞出的动能
（2）设小滑块在e点时速度为 ，由机械能守恒定律得：
由牛顿第三定律可得，小物块运动到B点时对圆轨道B点的压力大小为：N′=N=160N
（2）因为小物块恰能通过D点，所以在D点小物块所受的重力等于向心力，即：
可得：vD=2m/s
设小物块落地点距B点之间的距离为x，下落时间为t，根据平抛运动的规律有：
x=vDt，
2R= gt2
解得：x=0.8m
则小物块离开D点后落到地面上的点与D点之间的距离
点睛：此题是水平转盘的圆周运动问题，解决本题的关键正确地确定研究对象，搞清向心力的来源，结合临界条件，通过牛顿第二定律进行求解．
物理生活中的圆周运动练习含解析
物理生活中的圆周运动练习含解析一、高中物理精讲专题测试生活中的圆周运动1．有一水平放置的圆盘，上面放一劲度系数为k的弹簧，如图所示，弹簧的一端固定于轴O上，另一端系一质量为m的物体A，物体与盘面间的动摩擦因数为μ，开始时弹簧未发生形变，长度为l．设最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力．求：（1）盘的转速ω0多大时，物体A开始滑动？（2）当转速缓慢增大到2ω0时，A仍随圆盘做匀速圆周运动，弹簧的伸长量△x是多少？【答案】（1）glμ（2）34mglkl mgμμ-【解析】【分析】（1）物体A随圆盘转动的过程中，若圆盘转速较小，由静摩擦力提供向心力；当圆盘转速较大时，弹力与摩擦力的合力提供向心力．物体A刚开始滑动时，弹簧的弹力为零，静摩擦力达到最大值，由静摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律求解角速度ω0．（2）当角速度达到2ω0时，由弹力与摩擦力的合力提供向心力，由牛顿第二定律和胡克定律求解弹簧的伸长量△x．【详解】若圆盘转速较小，则静摩擦力提供向心力，当圆盘转速较大时，弹力与静摩擦力的合力提供向心力．（1）当圆盘转速为n0时，A即将开始滑动，此时它所受的最大静摩擦力提供向心力，则有：μmg＝mlω02，解得：ω0=g l μ即当ω0＝glμA开始滑动．（2）当圆盘转速达到2ω0时，物体受到的最大静摩擦力已不足以提供向心力，需要弹簧的弹力来补充，即：μmg+k△x＝mrω12，r=l+△x解得：34mgl xkl mgμμ-V＝【点睛】当物体相对于接触物体刚要滑动时，静摩擦力达到最大，这是经常用到的临界条件．本题关键是分析物体的受力情况．2．如图所示，竖直圆形轨道固定在木板B 上，木板B 固定在水平地面上，一个质量为3m 小球A 静止在木板B 上圆形轨道的左侧．一质量为m 的子弹以速度v 0水平射入小球并停留在其中，小球向右运动进入圆形轨道后，会在圆形轨道内侧做圆周运动．圆形轨道半径为R ，木板B 和圆形轨道总质量为12m ，重力加速度为g ，不计小球与圆形轨道和木板间的摩擦阻力．求：(1)子弹射入小球的过程中产生的内能；(2)当小球运动到圆形轨道的最低点时，木板对水平面的压力；(3)为保证小球不脱离圆形轨道，且木板不会在竖直方向上跳起，求子弹速度的范围．【答案】(1)2038mv (2) 2164mv mg R+(3)042v gR ≤或04582gR v gR ≤≤【解析】本题考察完全非弹性碰撞、机械能与曲线运动相结合的问题． (1)子弹射入小球的过程，由动量守恒定律得：01(3)mv m m v =+ 由能量守恒定律得：220111422Q mv mv =-⨯ 代入数值解得：2038Q mv =(2)当小球运动到圆形轨道的最低点时，以小球为研究对象，由牛顿第二定律和向心力公式得211(3)(3)m m v F m m g R+-+=以木板为对象受力分析得2112F mg F =+ 根据牛顿第三定律得木板对水平的压力大小为F 2木板对水平面的压力的大小202164mv F mg R=+(3)小球不脱离圆形轨有两种可能性：①若小球滑行的高度不超过圆形轨道半径R由机械能守恒定律得：()()211332m m v m m gR +≤+ 解得：042v gR ≤②若小球能通过圆形轨道的最高点小球能通过最高点有：22(3)(3)m m v m m g R++≤由机械能守恒定律得：221211(3)2(3)(3)22m m v m m gR m m v +=+++ 代入数值解得：045v gR ≥要使木板不会在竖直方向上跳起，木板对球的压力：312F mg ≤在最高点有：233(3)(3)m m v F m m g R+++=由机械能守恒定律得：221311(3)2(3)(3)22m m v m m gR m m v +=+++ 解得：082v gR ≤综上所述为保证小球不脱离圆形轨道，且木板不会在竖直方向上跳起，子弹速度的范围是042v gR ≤或04582gR v gR ≤≤3．光滑水平面AB 与竖直面内的圆形导轨在B 点连接，导轨半径R ＝0.5 m ，一个质量m ＝2 kg 的小球在A 处压缩一轻质弹簧，弹簧与小球不拴接．用手挡住小球不动，此时弹簧弹性势能Ep ＝49 J ，如图所示．放手后小球向右运动脱离弹簧，沿圆形轨道向上运动恰能通过最高点C ，g 取10 m/s 2．求：(1)小球脱离弹簧时的速度大小； (2)小球从B 到C 克服阻力做的功；(3)小球离开C 点后落回水平面时的动能大小． 【答案】（1）7/m s （2）24J （3）25J 【解析】 【分析】 【详解】(1)根据机械能守恒定律 E p ＝211m ?2v ① v 12Epm＝7m/s ② (2)由动能定理得－mg ·2R －W f ＝22211122mv mv - ③ 小球恰能通过最高点，故22v mg m R= ④由②③④得W f ＝24 J (3)根据动能定理：22122k mg R E mv =-解得：25k E J =故本题答案是：（1）7/m s （2）24J （3）25J 【点睛】(1)在小球脱离弹簧的过程中只有弹簧弹力做功,根据弹力做功与弹性势能变化的关系和动能定理可以求出小球的脱离弹簧时的速度v;(2)小球从B 到C 的过程中只有重力和阻力做功,根据小球恰好能通过最高点的条件得到小球在最高点时的速度,从而根据动能定理求解从B 至C 过程中小球克服阻力做的功; (3)小球离开C 点后做平抛运动,只有重力做功,根据动能定理求小球落地时的动能大小4．如图所示，水平长直轨道AB 与半径为R =0.8m 的光滑14竖直圆轨道BC 相切于B ，BC 与半径为r =0.4m 的光滑14竖直圆轨道CD 相切于C ，质量m =1kg 的小球静止在A 点，现用F =18N 的水平恒力向右拉小球，在到达AB 中点时撤去拉力，小球恰能通过D 点．已知小球与水平面的动摩擦因数μ=0.2，取g =10m/s 2．求： （1）小球在D 点的速度v D 大小； （2）小球在B 点对圆轨道的压力N B 大小； （3）A 、B 两点间的距离x ．【答案】(1)2/D v m s = （2）45N (3)2m 【解析】 【分析】 【详解】（1）小球恰好过最高点D ，有：2Dv mg m r=解得：2m/s D v = （2）从B 到D ，由动能定理：2211()22D B mg R r mv mv -+=-设小球在B 点受到轨道支持力为N ，由牛顿定律有：2Bv N mg m R-=N B =N联解③④⑤得：N =45N （3）小球从A 到B ，由动能定理：2122B x Fmgx mv μ-= 解得：2m x =故本题答案是：(1)2/D v m s = （2）45N (3)2m 【点睛】利用牛顿第二定律求出速度，在利用动能定理求出加速阶段的位移，5．如图所示，光滑轨道CDEF 是一“过山车”的简化模型，最低点D 处入、出口不重合，E 点是半径为0.32R m =的竖直圆轨道的最高点，DF 部分水平，末端F 点与其右侧的水平传送带平滑连接，传送带以速率v=1m/s 逆时针匀速转动，水平部分长度L=1m ．物块B 静止在水平面的最右端F 处．质量为1A m kg =的物块A 从轨道上某点由静止释放，恰好通过竖直圆轨道最高点E ，然后与B 发生碰撞并粘在一起．若B 的质量是A 的k 倍，A B 、与传送带的动摩擦因数都为0.2μ=，物块均可视为质点，物块A 与物块B 的碰撞时间极短，取210/g m s =．求：（1）当3k =时物块A B 、碰撞过程中产生的内能； （2）当k=3时物块A B 、在传送带上向右滑行的最远距离；（3）讨论k 在不同数值范围时，A B 、碰撞后传送带对它们所做的功W 的表达式．【答案】（1）6J （2）0.25m （3）①()21W k J =-+②()221521k k W k +-=+【解析】（1）设物块A 在E 的速度为0v ，由牛顿第二定律得：20A A v m g m R=①，设碰撞前A 的速度为1v ．由机械能守恒定律得：220111222A A A m gR m v m v +=②， 联立并代入数据解得：14/v m s =③；设碰撞后A 、B 速度为2v ，且设向右为正方向，由动量守恒定律得()122A A m v m m v =+④；解得：21141/13A AB m v v m s m m ==⨯=++⑤；由能量转化与守恒定律可得：()22121122A AB Q m v m m v =-+⑥，代入数据解得Q=6J ⑦； （2）设物块AB 在传送带上向右滑行的最远距离为s ，由动能定理得：()()2212A B A B m m gs m m v μ-+=-+⑧，代入数据解得0.25s m =⑨； （3）由④式可知：214/1A A B m v v m s m m k==++⑩；（i ）如果A 、B 能从传送带右侧离开，必须满足()()2212A B A B m m v m m gL μ+>+，解得：k ＜1，传送带对它们所做的功为：()()21J A B W m m gL k μ=-+=-+； （ii ）（I ）当2v v ≤时有：3k ≥，即AB 返回到传送带左端时速度仍为2v ； 由动能定理可知，这个过程传送带对AB 所做的功为：W=0J ，（II ）当0k ≤<3时，AB 沿传送带向右减速到速度为零，再向左加速， 当速度与传送带速度相等时与传送带一起匀速运动到传送带的左侧． 在这个过程中传送带对AB 所做的功为()()2221122A B A B W m m v m m v =+-+， 解得()221521k k W k +-=+； 【点睛】本题考查了动量守恒定律的应用，分析清楚物体的运动过程是解题的前提与关键，应用牛顿第二定律、动量守恒定律、动能定理即可解题；解题时注意讨论，否则会漏解．A 恰好通过最高点E ，由牛顿第二定律求出A 通过E 时的速度，由机械能守恒定律求出A 与B 碰撞前的速度，A 、B 碰撞过程系统动量守恒，应用动量守恒定律与能量守恒定律求出碰撞过程产生的内能，应用动能定理求出向右滑行的最大距离．根据A 、B 速度与传送带速度间的关系分析AB 的运动过程，根据运动过程应用动能定理求出传送带所做的功．6．如图所示，竖直平面内有一光滑的直角细杆MON ，其中ON 水平，OM 竖直，两个小物块A 和B 分别套在OM 和ON 杆上，连接AB 的轻绳长为L =0.5m ，．现将直角杆MON 绕过OM 的轴O 1O 2缓慢地转动起来．已知A 的质量为m 1=2kg ，重力加速度g 取10m/s 2。
高一物理上学期-生活中的圆周运动知识习题及答案
生活中的圆周运动一、铁路的弯道1.运动特点：火车在弯道上运动时可看做圆周运动，因而具有_______，由于其质量巨大，需要很___的向心力.2.轨道设计：转弯处外轨略____(选填“高”或“低”)于内轨，火车转弯时铁轨对火车的支持力F N的方向是_______，它与重力的合力指向_______.若火车以规定的速度行驶，转弯时所需的向心力几乎完全由_______________来提供.二、拱形桥1.向心力分析：宇航员受到的地球引力与座舱对他的支持力的合力为他提供向心力，_______＝m v2r，所以F N＝mg－mv2r.2.完全失重状态：当v＝rg时，座舱对宇航员的支持力F N＝0，宇航员处于__________状态.四、离心运动1.定义：做圆周运动的物体沿切线飞出或做____________圆心的运动.2.原因：向心力突然_______或合外力不足以提供__________.3.应用：洗衣机的_________，制作无缝钢管、水泥管道、水泥电线杆等.【例1】有一列重为100 t的火车，以72 km/h的速率匀速通过一个内外轨一样高的弯道，轨道半径为400 m．(g取10 m/s2)(1)试计算铁轨受到的侧压力大小；(2)若要使火车以此速率通过弯道，且使铁轨受到的侧压力为零，我们可以适当倾斜路基，试计算路基倾斜角度θ的正切值．【思路点拨】：①(1)问中，外轨对轮缘的侧压力提供火车转弯所需要的向心力．②(2)问中，重力和铁轨对火车的支持力的合力提供火车转弯的向心力．【答案】(1)105 N (2)0.1【解析】(1)v＝72 km/h＝20 m/s，外轨对轮缘的侧压力提供火车转弯所需要的向心力，所以有：FN ＝mv2r＝105×202400N＝1×105 N由牛顿第三定律可知铁轨受到的侧压力大小等于1×105 N.(2)火车过弯道，重力和铁轨对火车的支持力的合力正好提供向心力，如图所示，则mg tan θ＝m v2 r由此可得tan θ＝v2rg＝0.1.【规律总结】火车转弯问题的两点注意(1)合外力的方向：火车转弯时，火车所受合外力沿水平方向指向圆心，而不是沿轨道斜面向下．因为，火车转弯的圆周平面是水平面，不是斜面，所以火车的向心力即合外力应沿水平面指向圆心．(2)规定速度的唯一性：火车轨道转弯处的规定速率一旦确定则是唯一的，火车只有按规定的速率转弯，内外轨才不受火车的挤压作用．速率过大时，由重力、支持力及外轨对轮缘的挤压力的合力提供向心力；速率过小时，由重力、支持力及内轨对轮缘的挤压力的合力提供向心力．【例2】如图所示是摩托车比赛转弯时的情形．转弯处路面常是外高内低，摩托车转弯有一个最大安全速度，若超过此速度，摩托车将发生滑动．对于摩托车滑动的问题，下列论述正确的是( )A．摩托车一直受到沿半径方向向外的离心力作用B．摩托车所受外力的合力小于所需的向心力C．摩托车将沿其线速度的方向沿直线滑去D．摩托车将沿其半径方向沿直线滑去【答案】B【解析】摩托车只受重力、地面支持力和地面的摩擦力作用，没有离心力，选项A错误；摩托车正常转弯时可看作是做匀速圆周运动，所受的合力等于向心力，如果向外滑动，说明提供的向心力即合力小于需要的向心力，选项B正确；摩托车将沿曲线做离心运动，选项C 、D 错误． 【规律总结】分析离心运动需注意的问题(1)物体做离心运动时并不存在“离心力”，“离心力”的说法是因为有的同学把惯性当成了力．(2)离心运动并不是沿半径方向向外远离圆心的运动．(3)摩托车或汽车在水平路面上转弯，当最大静摩擦力不足以提供向心力时，即F max ＜m v 2r ，做离心运动．【真题链接】【2019·浙江选考】一质量为2.0×103 kg 的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4×104N ，当汽车经过半径为80 m 的弯道时，下列判断正确的是（ ） A ．汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力 B ．汽车转弯的速度为20 m/s 时所需的向心力为1.4×104 N C ．汽车转弯的速度为20 m/s 时汽车会发生侧滑 D ．汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0 m/s 2 【答案】D【解析】汽车转弯时受到重力，地面的支持力，以及地面给的摩擦力，其中摩擦力充当向心力，A 错误；当最大静摩擦力充当向心力时，速度为临界速度，大于这个速度则发生侧滑，根据牛顿第二定律可得2v f m r=，解得431.4108056020 1.4m/s 2.010fr v m ⨯⨯====⨯，所以汽车转弯的速度为20 m/s 时，所需的向心力小于1.4×104 N ，汽车不会发生侧滑，BC 错误；汽车能安全转弯的向心加速度225607m/s 80v a r ===，即汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0 m/s 2，D 正确。
高一物理生活中的圆周运动以及模型
高一物理生活中的圆周运动以及模型高一物理生活中的圆周运动以及模型圆周运动在我们的生活中无处不在。
从地球公转的运动，到车轮不断旋转的场景，都是我们日常所接触到的圆周运动案例。
那么，我们应该如何通过模型来更好地了解圆周运动呢？在本文中，将为大家详细介绍圆周运动及其模型。
一、圆周运动的基本概念圆周运动是指一个物体绕着同心圆运动的过程。
其中，物体的运动轨迹为圆周，圆心为轴心。
在物体绕着同心圆运动的过程中，可以比较清晰地看到运动的周期性、旋转方向、角速度等特征。
二、圆周运动的公式对于圆周运动，我们可以通过以下公式来进行计算1. 圆周运动的速度公式：v = 2πr÷T其中，v为速度，r为圆周半径，T为周期2. 圆周运动的角速度公式：ω = 2π÷T其中，ω为角速度，T为周期3. 圆周运动的向心加速度公式：a = v²÷r 或a = ω²r其中，a为向心加速度，v为速度，r为圆周半径，ω为角速度三、圆周运动的模型1. 均匀圆周运动模型均匀圆周运动指的是物体沿着半径相等且时间相等的圆弧运动的过程。
在这种情况下，物体在同一段时间内所旋转的角度相同，角速度不变，速度也不变。
因此，我们可以通过简单的公式计算出速度、角速度等。
2. 非均匀圆周运动模型非均匀圆周运动指的是物体沿着半径不等或时间不等的圆弧运动的过程。
由于半径、时间的不同，物体在相同时间内所旋转的角度就会不同，角速度也会发生变化。
因此，我们需要更加复杂的公式来计算速度、角速度等。
四、圆周运动的应用1. 摩托车甩尾摩托车甩尾是一种基于圆周运动的极限运动。
通过使摩托车侧滑时绕圆周运动，骑手可以通过调整路线，达到加速或者刹车等目的。
2. 银河系环形摆动在银河系中，恒星和气体等物体绕着银河系中心旋转，这就是一种基于圆周运动的现象。
而由于各种因素的干扰，这种圆周运动会产生摆动，产生银河系的环形构造。
这为我们研究宇宙结构构造提供了重要线索。
(完整版)高一物理生活中的圆周运动习题答案(可编辑修改word版)
Rgh / L 4gR v 2生活中地圆周运动 补充习题及答案1.一辆卡车在丘陵地匀速行驶,地形如图所示,由于轮胎太旧,途中爆胎,爆胎可能性最大地地段应是（ ） A ．a 处B ．b 处C ．c 处D ．d 处（第 1 题）2. 一汽车通过拱形桥顶点时速度为 10 m/s,车对桥顶地压力为车重地 3,如果要使汽车在桥顶 4对桥面没有压力,车速至少为（ ）A ．15 m/sB ．20 m/sC ．25 m/sD ．30 m/s3．在水平铁路转弯处,往往使外轨略高于内轨,这是为了（）A ．减轻火车轮子挤压外轨B ．减轻火车轮子挤压内轨C ．使火车车身倾斜,利用重力和支持力地合力提供转弯所需向心力D ．限制火车向外脱轨4.铁路转弯处地圆弧半径为 R ,内侧和外侧地高度差为 h ,L 为两轨间地距离,且 L >h ,如果列车转弯速率大于 ,则（）A. 外侧铁轨与轮缘间产生挤压B ．铁轨与轮缘间无挤压C ．内侧铁轨与轮缘间产生挤压D ．内外铁轨与轮缘间均有挤压5.有一种大型游戏器械,它是一个圆筒形大容器,筒壁竖直,游客进入容器后靠筒壁站立,当圆筒开始转动,转速加快到一定程度时,突然地板塌落,游客发现自己没有落下去,这是因为 （ ）A ．游客受到地筒壁地作用力垂直于筒壁B ．游客处于失重状态C ．游客受到地摩擦力等于重力D ．游客随着转速地增大有沿壁向上滑动地趋势6.质量为 m 地小球,用一条绳子系在竖直平面内做圆周运动,小球到达最高点时地速度为 v ,到达最低点时地速变为 ,则两位置处绳子所受地张力之差是（ ）A. 6mg B ．5mg C ．4mg D ．2mg7.汽车在水平地面上转弯时,地面地摩擦力达到最大,当汽车速率增为原来地 2 倍时,则汽车拐弯地半径必须（ ）A. 减为原来地 1/2 倍B ．减为原来地 1/4 倍C ．增为原来地 2 倍D ． 增 为 原 来 地 4 倍8．杂技演员在表演水流星节目时,盛水地杯子在竖直平面内做圆周运动,当杯子到最高点时, 里面水也不流出来,这是因为 ()2gLgL / 2 gL A ．水处于失重状态,不受重力地作用了 B ．水受平衡力作用,合力为 0 C ．水受地合力提供向心力,使水做圆周运动 D ．杯子特殊,杯底对水有吸力9．下列说法中,正确地是 ()A ．物体做离心运动时,将离圆心越来越远B ．物体做离心运动时,其运动轨迹一定是直线C ．做离心运动地物体,一定不受到外力地作用D ．做匀速圆周运动地物体,因受合力大小改变而不做圆周运动时,将做离心运动 10．乘坐游乐园地翻滚过ft 车时,质量为 m 地人随车在竖直平面内旋转,下列说法正确地是 （ ）A ．车在最高点时人处于倒坐状态,全靠保险带拉住,没有保险带,人就会掉下来B ．人在最高点时对座仍可能产生压力,但压力一定小于 mgC ．人在最低点时对座位地压力等于 mgD ．人在最低点时对座位地压力大于 mg 11．关于离心运动,下列说法中正确地是 ()A ．物体一直不受外力地作用时,可能做离心运动B ．做匀速圆周运动地物体,在外界提供地向心力突然变大时做离心运动C ．做匀速圆周运动地物体,只要向心力地数值发生变化就将做离心运动D ．做匀速圆周运动地物体,当外界提供地向心力突然消失或数值变小时将做离心运动12．把盛水地水桶拴在长为 L 地绳子一端,使水桶在竖直平面做圆周运动,要使水在水桶转到最高点时不从水桶里流出来,这时水桶地线速度至少应该是()A .B .C .D .2 13. 如图所示,用长为 l 地细绳拴着质量为 m 地小球在竖直平面内做圆周运动,则下列说法中正确地是()A. 小球在圆周最高点时所受地向心力一定为重力B ．小球在最高点时绳子地拉力不可能为零C ．若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动,D ．小球过最低点时绳子地拉力一定大于小球重力14. 如图所示,小球 m 在竖直放置地光滑圆形管道内做圆周运动,下列说法中正确地有A. 小球通过最高点地最小速度为vB. 小球通过最高点地最小速度为 0C. 小球在水平线 ab 以下管道中运动时,外侧管壁对小球一定有作用力D ．小球在水平线曲以上管道中运动时,内侧管壁对小球一定有作用力（第13 题）（第14 题）15. 在摩托车沿水平圆形弯道匀速转弯时,人和车应向弯道地侧倾斜,人和车这时受到gLgL Rg、、三个力地作用,并且这三个力地合力提供人和车做匀速圆周运动地.16.一辆汽车匀速通过一座圆形拱桥后,接着又匀速通过圆弧形凹地．设圆弧半径相等,汽车通过桥顶A 时,对桥面地压力N A为车重地一半,汽车在弧形地最低点B 时,对地面地压力为N B, 则N A：N B为17.长L=0.5 m、质量可忽略地杆,其一端固定于O 点,另一端连有质量m=2kg 地小球,它绕O 点做竖直平面内地圆周运动,当通过最高点时,如图所示,求下列情况下小球所受到地力（计算出大小,并说明是拉力还是支持力）.（1）当v=1 m/s 时,大小为N,是力（2）当v=4 m/s 时,大小为N,是力18.如图所示,汽车在倾斜地弯道上拐弯,弯道地倾角为θ,半径为r,则汽车完全不靠摩擦力转弯地速率是（第18 题）（第17 题）19.车以一定地速度在宽阔地马路上匀速行驶,司机突然发现正前方有一墙,把马路全部堵死,为了避免与墙相碰,司机是急刹车好,还是马上转弯好?试定量分析说明道理.20.如图所示,一粗糙水平圆盘可绕过中心轴OO′旋转,现将轻质弹簧地一端固定在圆盘中心,另一端系住一个质量为m 地物块A,设弹簧劲度系数为k,弹簧原长为L.将物块置于离圆心R 处,R＞L,圆盘不动,物块保持静止.现使圆盘从静止开始转动,并使转速ω逐渐增大,物块A相对圆盘始终未动.当ω 增大到=静摩擦力,试确定其方向.时,物块A 是否受到圆盘地静摩擦力,如果受到（第22 题）（第20 题）（第21 题）21.如图所示,AB 为竖直转轴,细绳AC 和BC 地结点C 系一质量为m 地小球,两绳能承担地最大拉力均为2mg,当AC 和BC 均拉直时∠ABC=90°,∠ACB=53°,ABC 能绕竖直轴AB 匀速转动,因而 C 球在水平面内做匀速圆周运动,求：(1)当m 地线速度增大时,AC 和BC(BC=1m)哪条绳先断?(2)一条绳被拉断后,m 地速率继续增加,整个运动状态会发生什么变化?22.一个圆盘边缘系一根细绳,绳地下端拴一个质量为m 地小球,圆盘地半径为r,绳长为L,圆盘匀速转动时小球随着圆盘一起转动,并且绳与竖直方向成θ角,如图所示.求圆盘地转速是多5k (R-l )4mRORO1 g tan 2r +L sin 4大?习题5-3-2 答案1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14D B ACD A C A D C A D D C CD BC15．内,重力,弹力,静摩擦力,向心力16．1:3 17．（1）16 ,支持（2）44, 拉18．gr t an19．司机应紧急刹车好20．物块所受静摩擦力指向圆心,大小为1k (R -l) . 21．(1)BC 先断(2)详参点拨(点拨：当小球线速度增大到BC 被拉直时,AC 线拉力T AC=1.25mg, 当球速再增大些时T AC不变,BC 线拉力随球速增大而增大,而v≥5.19m/s 时,BC 线先断；(2)当BC 线断后,AC 线与竖直方向夹角α 因离心运动而增大,同时球速因重力而减小,当使球速再增大时,角α 随球速增大而增大,当α=60°时,T AC=2mg,AC 也断,此时球速v'=4.95m/s)22．。
(物理)物理生活中的圆周运动练习题含答案含解析
（物理）物理生活中的圆周运动练习题含答案含解析一、高中物理精讲专题测试生活中的圆周运动1．如图所示，一轨道由半径2R m =的四分之一竖直圆弧轨道AB 和水平直轨道BC 在B 点平滑连接而成．现有一质量为1m Kg =的小球从A 点正上方2R处的O '点由静止释放，小球经过圆弧上的B 点时，轨道对小球的支持力大小18N F N =，最后从C 点水平飞离轨道，落到水平地面上的P 点.已知B 点与地面间的高度 3.2h m =，小球与BC 段轨道间的动摩擦因数0.2μ=，小球运动过程中可视为质点. (不计空气阻力， g 取10 m/s 2). 求：（1）小球运动至B 点时的速度大小B v（2）小球在圆弧轨道AB 上运动过程中克服摩擦力所做的功f W （3）水平轨道BC 的长度L 多大时，小球落点P 与B 点的水平距最大．【答案】（1）4?/B v m s ＝ （2）22?f W J ＝ （3） 3.36L m = 【解析】试题分析：（1）小球在B 点受到的重力与支持力的合力提供向心力，由此即可求出B 点的速度；（2）根据动能定理即可求出小球在圆弧轨道上克服摩擦力所做的功；（3）结合平抛运动的公式，即可求出为使小球落点P 与B 点的水平距离最大时BC 段的长度．（1）小球在B 点受到的重力与支持力的合力提供向心力，则有：2BN v F mg m R-=解得：4/B v m s =（2）从O '到B 的过程中重力和阻力做功，由动能定理可得：21022f B R mg R W mv ⎛⎫+-=- ⎪⎝⎭解得：22f W J =（3）由B 到C 的过程中，由动能定理得：221122BC C B mgL mv mv μ-=- 解得：222B C BCv v L gμ-= 从C 点到落地的时间：020.8ht s g==B 到P 的水平距离：2202B CC v v L v t gμ-=+ 代入数据，联立并整理可得：214445C C L v v =-+ 由数学知识可知，当 1.6/C v m s =时，P 到B 的水平距离最大，为：L=3.36m【点睛】该题结合机械能守恒考查平抛运动以及竖直平面内的圆周运动，解题的关键就是对每一个过程进行受力分析，根据运动性质确定运动的方程，再根据几何关系求出最大值．2．如图所示，一滑板放置在光滑的水平地面上，右侧紧贴竖直墙壁，滑板由圆心为O 、半径为R 的四分之一光滑圆弧轨道和水平轨道两部分组成，且两轨道在B 点平滑连接，整个系统处于同一竖直平面内．现有一可视为质点的小物块从A 点正上方P 点处由静止释放，落到A 点的瞬间垂直于轨道方向的分速度立即变为零，之后沿圆弧轨道AB 继续下滑，最终小物块恰好滑至轨道末端C 点处．已知滑板的质量是小物块质量的3倍，小物块滑至B 点时对轨道的压力为其重力的3倍，OA 与竖直方向的夹角为θ=60°，小物块与水平轨道间的动摩擦因数为μ=0.3，重力加速度g 取102/m s ，不考虑空气阻力作用，求：（1）水平轨道BC 的长度L ； （2）P 点到A 点的距离h ． 【答案】（1）2.5R （2）23R 【解析】 【分析】（1）物块从A 到B 的过程中滑板静止不动，先根据物块在B 点的受力情况求解B 点的速度；滑块向左滑动时，滑板向左也滑动，根据动量守恒和能量关系列式可求解水平部分的长度；（2）从P 到A 列出能量关系；在A 点沿轨道切向方向和垂直轨道方向分解速度；根据机械能守恒列出从A 到B 的方程；联立求解h ． 【详解】（1）在B 点时，由牛顿第二定律：2BB v N mg m R-=，其中N B =3mg ；解得2B v gR =从B 点向C 点滑动的过程中，系统的动量守恒，则(3)B mv m m v =+； 由能量关系可知：2211(3)22B mgL mv m m v μ=-+联立解得：L=2.5R ；（2）从P 到A 点，由机械能守恒：mgh=12mv A 2； 在A 点：01sin 60A A v v =，从A 点到B 点：202111(1cos60)22A B mv mgR mv +-= 联立解得h=23R3．如图所示，A 、B 两球质量均为m ，用一长为l 的轻绳相连，A 球中间有孔套在光滑的足够长的水平横杆上，两球处于静止状态．现给B 球水平向右的初速度v 0，经一段时间后B 球第一次到达最高点，此时小球位于水平横杆下方l /2处．（忽略轻绳形变）求：(1)B 球刚开始运动时，绳子对小球B 的拉力大小T ； (2)B 球第一次到达最高点时，A 球的速度大小v 1；(3)从开始到B 球第一次到达最高点的过程中，轻绳对B 球做的功W ．【答案】（1）mg+m 20v l （2）2012v gl v -=（3）204mgl mv - 【解析】 【详解】（1）B 球刚开始运动时，A 球静止，所以B 球做圆周运动对B 球：T-mg =m 2v l得：T =mg +m 20v l（2）B 球第一次到达最高点时，A 、B 速度大小、方向均相同，均为v 1以A 、B 系统为研究对象，以水平横杆为零势能参考平面，从开始到B 球第一次到达最高点，根据机械能守恒定律，2220111112222l mv mgl mv mv mg -=+-得：2012v gl v -= （3）从开始到B 球第一次到达最高点的过程，对B 球应用动能定理 W -mg221011222l mv mv =- 得：W =204mgl mv -4．如图所示，在竖直平面内有一“∞”管道装置，它是由两个完全相同的圆弧管道和两直管道组成。
高中物理必修一生活中的圆周运动
1、向心加速度的公式：a n = r v 2= r ω2 = 2)2(Tr π 2、向心力的公式：F n = m a n = m R v 2= m r ω2 = m 2)2(Tr π 铁路的弯道观察铁轨和火车车轮的形状火车转弯特点：火车转弯是一段圆周运动。
圆周轨道为弯道所在的水平轨道平面受力分析，确定向心力（向心力由铁轨和车轮轮缘的相互挤压作用产生的弹力提供）缺点：向心力由铁轨和车轮轮缘的相互挤压作用产生的弹力提供，由于火车质量大，速度快，由公式F 向=mv 2/r ，向心力很大，对火车和铁轨损害很大）使火车在通过弯道时车身向内侧倾斜事实上在火车转弯处，外轨要比内轨略微高一点，形成一个斜面，火车受的重力和支持力的合力提供向心力，对内外轨都无挤压，这样就达到了保护铁轨的目的。
强调说明：向心力是水平的F 向= mv 02/r = F 合 = mgtg θv 0= （1）当v= v 0 ，F 向=F 合内外轨道对火车两侧车轮轮缘都无弹力。
（2）当v 〉v 0 ，F 向〉F 合外轨道对外侧车轮轮缘有弹力。
（3）当v 〈v 0 ，F 向〈F 合内轨道对内侧车轮轮缘有弹力要使火车转弯时损害最小，应以规定速度转弯，此时内外轨道对火车两侧车轮轮缘都无弹力。
拱形桥质量为m 的汽车在拱形桥上以速度v 行驶，若桥面的圆弧半径为R ，试画出受力分析图，分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力。
解题思路：在最高点，对汽车进行受力分析，确定向心力的来源；由牛顿第二定律列出方程求出汽车受到的支持力；由牛顿第三定律求出桥面受到的压力Rmv G F N 2-=' 可见，汽车对桥的压力NF '小于汽车的重量G ，并且，压力随汽车速度的增大而减小 当汽车对桥的压力刚好减为零时，汽车的速度有多大？当汽车的速度大于这个速度时，会发生什么现象？学生分析汽车通过曲率半径为R 的凹形桥，质量为m 的汽车以速度v 通过桥的底点，求汽车对桥的压力。
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高一物理寒假作业21
主要内容：生活中的圆周运动
班级：姓名
正文要求：小四，宋体单倍行间距B4正反面
第5章第7节生活中的圆周运动
基础夯实
1．(2011·哈师大附中高一检测)以下各种现象中，属于离心现象的是( ) A．运动员将球踢出后球在空中运动
B．通过旋转雨伞来甩干伞上的雨滴
C．链球比赛中，旋转的运动员放手使链球抛出
D．洗衣机的脱水过程中水脱离衣服甩出
2．(2011·台州六校联考)下列哪些现象是为了防止物体产生离心运动( )
①汽车转弯时要限制速度
②转速很高的砂轮半径不能做得太大
③在修筑铁路时，转弯处轨道的内轨要低于外轨
④离心水泵工作时
A．①②③B．②③④
C．①②④D．①③④
3．(安徽潜山中学高一检测)下列实例属于超重现象的是( )
①汽车驶过拱形桥顶端
②荡秋千的小孩通过最低点
③跳水运动员被跳板弹起，离开跳板向上运动
④火箭点火后加速升空
A．①③B．②③
C．③④D．②④
4．(2010·鹤壁中学高一检测)据河南日报消息，京广铁路不久也将开通时速达到300公里以上“动车组”列车．届时，乘列车就可以体验时速300公里的追风感觉．我们把火车转弯近似看成是做匀速圆周运动，火车速度提高会使外轨受损．为解决火车高速转弯时不使外轨受损这一难题，你认为以下措施可行的是( ) A．减小内外轨的高度差
B．增加内外轨的高度差
C．减小弯道半径
D．增大弯道半径
5．(2011·湖南衡阳八中高一检测)洗衣机的甩干筒在转动时有一衣物附在筒壁上，则此时( )
A．筒壁对衣物的摩擦力随筒的转速的增大而增大
B．筒壁的弹力随筒的转速的增大而增大
C．衣服随筒壁做圆周运动的向心力是摩擦力
D．衣服受到重力、筒壁的弹力和摩擦力
6．水平转盘上放一小木块，当转速为60r/min时，木块离轴8cm.并恰好与转盘间无相对滑动；当转速增加到120r/min时，木块应放在离轴________cm处才能刚好与转盘保持相对静止．
7．某人为了测定一个凹形路面的半径，在乘汽车通过凹形路面的最低点时，他注意到车上速度计的示数为72km/h，悬挂1kg砝码的弹簧秤示数为11.8N，由此估算出凹行路面的半径为多少？
8．(2011·湖南衡阳八中高一检测)有一列质量为100t的火车，以72km/h的速率匀速通过一个内外轨一样高的弯道，轨道半径400m.
(1)试计算铁轨受到的侧压力；
(2)若要使火车以此速率通过弯道，且使铁轨受到侧压力为零，我们可以适当倾斜路基，试计算火车对铁轨的压力大小．(取g＝10m/s2)
能力提升
1．(2010·长春外国语学校高一检测)乘坐如图所示游乐园的过山车时，质量为m 的人随车在竖直平面内沿圆周轨道运动，下列说法正确的是( )
A ．车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，若没有保险带，人一定会掉下去
B ．人在最高点时对座位仍可能产生压力，但压力一定小于mg
C ．人在最高点和最低点时的向心加速度大小相等
D ．人在最低点时对座位的压力大于mg
2．(原创题)飞行中的鸟要改变飞行方向时，鸟的身体要倾斜(如图所示)．与车辆不同的是，鸟转弯所需的向心力由重力和空气对它们的作用力的合力来提供．
质量为m 的飞鸟，以速率v 在水平面内做半径为R 的匀速圆周运动，空气对飞鸟作用力的大小等于( )
A ．m g 2
＋ v 2
R )2
B ．m v 2
R
C ．m
v 2R
2－g 2 D ．mg
3．(吉林一中高一检测)质量m 的物体随水平传送带一起匀速运动，A 为传送带的终端皮带轮．皮带轮半径为r ，要使物体通过终端时能做平抛运动，皮带轮的转速n 至少为( )
A.12πg r
B.g r
gr
D.
gr 2π
4．在“神舟七号”飞船稳定飞行，航天员向我们挥手示意时，在电视荧幕上能清晰地看到他手中放下的笔浮在空中．如果航天员要在飞船中做一些物理实验，下面的实验仪器可以正常使用的是________；不能正常使用的是________．
①密度计 ②水银气压计 ③物理天平 ④电流计 ⑤电子秤 ⑥摆钟 ⑦水银温度计
5．(江西金溪一中高一检测)如图所示，半径为R ，内径很小的光滑半圆管竖直
放置，两个质量均为m 的小球A 、B 以不同速率进入管内，A 通过最高点C 时，对管壁上部的压力为3mg ，B 通过最高点C 时，对管壁下部的压力为0.75mg .求A 、B 两球落地点间的距离．
6．“东风”汽车公司在湖北某地有一试车场，其中有一检测汽车在极限状态下车速的试车道，其试车道呈碗状，如图所示．有一质量为m ＝1t 的小汽车在A
车道上飞驰，已知该车道转弯半径
R 为150m
，路面倾斜角为θ＝45°(与水平面夹角)，
路面与车胎摩擦因数μ为0.25，求汽车所能允许的最大车速．
家长签字：。